평균 56~58세→최근 10년간 67~69세 공동수상 대세… 전체 수상자 중 여성 3%“과학은 문제를 푸는 것이 아니라 문제를 발견하는 것이다. 과학자는 문제를 발견할 능력이 있는가 없는가에 따라 구분된다.”(1978년 노벨물리학상 수상자 아노 펜지어스) 매년 10월이 되면 전 세계인들의 눈이 스웨덴으로 쏠린다. 다이너마이트를 발명해 막대한 재산을 모은 스웨덴 발명가 알프레드 노벨(1833~1896)의 유언에 따라 매년 인류의 복지와 문명 발달에 기여한 사람이나 단체에 수여하는 노벨상 수상자가 발표되기 때문이다. 올해는 1일 생리의학상을 시작으로 2일 물리학상, 3일 화학상, 5일 평화상, 8일 경제학상 수상자가 발표된다. 문학상은 수상자를 선정·발표하는 스웨덴 한림원이 성추문에 휩싸여 올해는 수상자 발표를 건너뛰기로 했다. ●최근 10년간 단독 수상자 10%뿐 최근 한국연구재단이 펴낸 ‘노벨과학상 종합분석 보고서’에 따르면 지난 117년 동안 노벨과학상을 수상한 수상자들의 평균 연령은 56(물리)~58세(생리의학·화학)로 문학상(65세), 평화상(61세), 경제학상(67세) 수상자들보다 낮다. 그러나 2008년부터 2017년까지 최근 10년간 수상자들의 평균 연령을 보면 67(생리의학·물리)~69세(화학)로 늘고 있어 수상자들의 연구 성과가 노벨상으로 이어지는 기간이 이전보다 길어지고 있음을 알 수 있다. 노벨과학상은 기초과학의 다양한 분야에 주어지고 있어 ‘선택과 집중’의 대상이 될 수 없음을 보여 준다. 물리학의 경우 20세기 전반까지는 원자이론, 기본입자, 양자역학 같은 입자물리, 원자물리에 집중됐지만 후반기 들어서면서 물성론, 광학, 우주 천문학, 소립자 이론 등에서도 수상자를 배출하고 있다. 화학은 20세기 초반에는 유기화학이나 물리학 분야 연구성과와 연계된 물리화학 분야에 집중됐지만 20세기 후반 들어 생리의학 분야와 연계된 생화학 분야에서 수상자들이 쏟아지고 있다. 생리의학도 이와 연계돼 20세기 초에는 면역학이나 병리학 중심이었지만 1950년대 DNA 구조분석을 시작으로 화학분야와 융합된 생화학 분야 수상자들이 많아지면서 생리의학상과 화학상의 경계가 모호해지고 있다. 또 연구 분야의 융합이 트렌드가 되면서 이전처럼 단독 수상보다는 2인 이상의 공동수상이 늘어나고 있다. 최근 10년간 수상자 분포를 보더라도 단독 수상자 비율은 10%에 불과하고 2인 수상자는 20%, 70%가 3인 수상일 정도로 공동 수상이 일반화되고 있다. 한편 전 세계적으로 여성과학자 숫자가 증가하면서 여성 노벨과학상 수상자의 숫자도 늘어나고 있지만 1901년부터 지난해까지 여성과학자의 수상은 18회로 그나마 노벨과학상을 2번 받은 마리 퀴리를 고려하면 수상자 숫자는 17명으로 전체 3%에 불과하다. ●한국 연구자들 거론되는데, 수상은 언제? 노벨과학상 수상자 발표가 다가오면 글로벌 정보분석 서비스 기업 ‘클래리베이트 애널리틱스’가 매년 전 세계 연구자들의 연구 논문과 피인용 기록을 분석해 상위 0.01%에 해당하는 연구업적과 해당 분야에서 혁신적 공헌을 한 연구자들을 선정해 생리의학, 물리학, 화학, 경제학 분야에서 ‘유력한 노벨상 수상 예상자’를 발표한다. 2014년에는 유룡 카이스트 화학과 교수, 2017년에는 박남규 성균관대 화학공학부 교수, 올해는 로드니 루오프 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 특훈 교수가 선정됐다. 한국연구재단에서도 최근 연구 생산력과 영향력을 나타내는 H인덱스, 상위 1% 논문수, 총 피인용 기록 등을 종합 분석해 노벨과학상 수상 연구 성과에 근접한 한국인 연구자 13명을 발표했다. 이처럼 세계적으로 주목받는 한국 연구자들이 늘고 있지만 노벨상과는 인연이 없다. 전문가들은 한국의 짧은 과학연구 역사와 기초연구에 대한 무관심을 주된 이유로 꼽고 있다. 최근 10년간 수상자들의 연구 업적과 생애를 분석한 ‘수상자 생애 패턴’에 따르면 노벨과학상 수상 업적으로 꼽히는 논문을 쓰는 데까지는 본격적인 연구를 시작한 뒤 평균 17.1년이 걸리며 그 논문을 발표하고 수상까지는 14.1년이 걸리는 것으로 나타났다. 연구자의 중요 핵심논문을 발표한 뒤 노벨상 수상까지는 총 31.2년이 걸린다는 것이다. 이덕환 서강대 화학과 교수는 “과학연구를 인류의 발전보다는 우리 자신의 발전과 번영의 수단으로 생각하고 경제적 가치가 쉽게 보이지 않는다는 이유로 기초연구를 불필요한 낭비라고 여기는 사회에서 노벨상은 환상”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

그래핀 등 물리학 분야도 상용화 성과 노벨과학상은 자연 원리를 탐구하는 기초과학에만 관심을 갖는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 산업적으로 전혀 상관없어 보이는 양자역학이 정보통신기술(ICT)의 근간을 이루는 등 과거 노벨과학상 수상 업적들이 시간이 지나면서 우리의 삶에 직간접적으로 활용되는 일이 잦아지고 있다. 노벨과학상 수상자의 1인당 평균 논문수와 관련 업적의 인용 특허수를 분석해 보면 이를 알 수 있다. 분야별로는 화학 분야가 1인당 논문 평균 건수는 물론 인용 특허 평균 건수가 가장 많은 것으로 나타나 학술활동뿐만 아니라 산업활동이 활발히 이뤄지고 있음을 알 수 있다. 생리의학 분야 역시 화학 분야와 마찬가지로 산업계에서 곧바로 활용되는 연구들이 많은 것으로 조사됐다. 특히 1993년부터 2005년 사이 미국 국적의 화학 및 생리의학상 수상자 36명 중 3분의1가량인 13명은 14개의 기술투자 기업을 설립한 것으로 나타났다. 이들은 노벨상 수상 전에 이미 자신의 주요 업적을 이용해 기술투자를 실시, 기초연구를 상용화하는 등 기초과학이 인류에게 얼마나 도움을 주는지 보여 줌으로써 노벨상 수상을 견인한 셈이다. 물리학 분야는 자연의 근본 원리를 탐구한다는 학문적 특성상 해당 연구가 산업적으로 활용되기까지는 좀더 많은 기술 적용 단계를 거쳐야 한다. 이 때문에 화학이나 생리의학 분야와는 달리 학술논문을 곧바로 응용한 특허는 많지 않은 것으로 알려졌다. 그렇지만 2010년 물리학상 수상 업적인 2차원 물질 ‘그래핀’ 분리와 2014년 수상 업적인 청색 발광다이오드(LED) 등 최근 들어 물리학 분야에서도 산업화에 곧바로 응용될 수 있는 연구 성과들이 노벨상을 수상하는 사례가 점점 늘고 있다. 노벨과학상이 주는 시사점 중 하나는 기초과학이면서 응용과학인 ‘연구장비 개발’이 중요하게 평가받고 있다는 것이다. 현대 생물학에서 빼놓고 이야기할 수 없는 DNA의 구조도 ‘X선 회절분석’ 장비와 기술이 없었다면 밝혀내기가 어려웠을 것이다. 또 2013년 물리학상을 수상한 힉스입자나 지난해 물리학상을 수상한 중력파도 입자가속기, 중력파검출기 같은 첨단 장비 없이는 발견이 사실상 불가능했을 것이라는 평가다. 노벨과학상 수상 국가 세계 5위, 아시아 1위인 일본은 “노벨과학상의 85%가 연구장비 고도화를 통한 새로운 발견과 연결돼 있다”는 분석 보고서를 내고 문부과학성 주도로 2005년부터 ‘첨단계측분석기술 및 기기개발사업’을 추진하고 있다. 그러나 한국은 분석기술이나 장비에 대해서는 기초과학 연구에 직접적인 공헌을 하지 못한다고 보고 과학기술 투자 우선 순위에서도 한참 밀리고 있는 상황이다. 실제로 국내 과학계에서는 “기초과학을 포함한 과학정책은 ICT 분야의 개발 정책과 전혀 성격이 다른데도 정부는 이 둘을 구분하지 못하고 있다”고 지적하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노벨상 수상자가 발표되는 10월 초가 가까워지면 과학기자들은 바빠집니다. 노벨상 수상 유력 후보들이 발표되고 각 분야의 ‘예비 노벨상’ 수상자들도 발표되기 때문입니다. 이를 통해서 수상 가능성 높은 연구 성과들에 대해 미리 공부를 해놔야 하고 혹시 나올지 모르는 한국인 수상자 등장에도 촉각을 세우고 있어야 합니다.올해 노벨과학상 수상자 발표는 10월 1일 노벨생리의학상을 시작으로 2일 노벨물리학상, 3일 노벨화학상이 예정돼 있습니다. 사실 노벨상 수상자 발표보다 더 기대되는 것은 매년 9월 2~3주 목요일에 치러지는 이그노벨상(Ig Nobel Prize) 시상식입니다. 이름에서도 알 수 있듯이 이그노벨상은 노벨상을 패러디한 것입니다. 1991년 미국 하버드대에서 발행하는 유머 과학잡지 ‘애널스 오브 임프로버블 리서치’가 과학에 대한 대중의 관심을 끌어내기 위해 시작한 것이지요. ‘흉내 낼 수도 없고, 흉내 내서도 안 되는 것’이란 선정 기준처럼 매년 수상작들을 보면 ‘정말 이런 연구를 했을까’란 생각이 들 정도로 독특하고 황당한 것들이 많습니다. 시상 부문은 매년 달라지기는 하지만 노벨상의 여섯 개 분야인 생리의학, 물리학, 화학, 문화, 평화, 경제학을 기본으로 생물학, 심리학, 우주 등 필요에 따라 4개 정도를 추가하면서 10개 분야 안팎에 대한 시상을 하고 있습니다. 주최 측은 노벨상을 만든 알프레드 노벨의 먼 친척으로 소다수를 발명한 이그나시우스 노벨이라는 가상의 인물의 유산으로 상을 만들었다고 주장하고 있습니다. 실재하지 않는 사람의 유산이기 때문에 상금은 없습니다만 2013년에는 수상자들에게 각각 10조 달러(약 1경 120조원)의 상금을 주겠다고 발표해 사람들을 놀래키기도 했습니다. 그런데 알고 보니 기준 화폐가 짐바브웨 달러라고 밝혀 폭소를 자아냈습니다. 짐바브웨 달러는 한때 2억 3100%의 물가상승률 때문에 100조 달러가 발행된 적이 있는데 2009년 사용 중단된 100조 짐바브웨 달러는 우리 돈으로 따지면 4000원 정도였다고 합니다. 스웨덴 왕실이 참석해 근엄하게 진행되는 실제 노벨상 시상식과는 달리 이그노벨상 시상식은 시종일관 유쾌하고 즐겁게 진행됩니다. 시상식은 매년 하버드대 샌더스 극장에서는 치러지는데 수상자 발표 당일에 역대 노벨상 수상자들이 참석해 시상을 할 뿐만 아니라 축하 강연도 합니다. 올해 시상식은 13일(현지시간) 오후 6시에 열립니다. 주최 측은 시상식 축하공연 무대에 하버드대 물리학과 연구진이 나와 수백만 볼트의 고전압을 만들어 내는 테슬라 코일과 바이올린의 협연을 보여 줄 것이라고 예고했습니다. 홈페이지에 연습장면을 공개해 올해 시상식에 대한 기대도 큽니다. 근대 과학의 역사가 길지 못한 한국에서는 많은 사람들이 ‘과학’이라고 하면 학교에서나 배우는 어렵고 딱딱한 ‘교과목’을 떠올립니다. 그런 시각으로 이그노벨상을 바라본다면 과학의 권위를 떨어뜨리는 질 떨어지는 장난으로 생각될 수도 있을 겁니다. 그렇지만 다른 한편으로 생각해 보면 과학으로 웃고 즐길 수 있다는 것은 과학이 학문의 울타리를 뛰어넘어 사회와 문화의 한 영역으로 확고히 자리잡았다는 의미일 것입니다. 우리 사회 많은 사람들은 과학적, 합리적 사고를 강조합니다. 그렇지만 개인의 행동과 선택, 사회에서 일어나는 각종 사건 사고들을 뜯어 보면 비과학적이고 특정 이데올로기에 사로잡혀 있는 경우가 많습니다. 과학을 체화하지 못하고 ‘우리 삶과는 상관없고 전문가들이나 하는 것’이라는 생각이 뿌리 깊이 박혀 있기 때문입니다. 그런 생각과 태도를 바꾸지 못하는 이상 매년 10월만 되면 기억상실증 환자처럼 ‘왜 우리는 노벨상을 못 받는가’만 되뇌는 일은 계속될 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

20세기 가장 중요한 천체 물리학 발견 중 하나인 라디오 펄서를 발견했지만 노벨상에서는 제외된 영국의 천체물리학자 조슬린 벨 버넬(75)이 기초과학 분야 최고 영예의 상인 ‘브레이크스루 상’의 특별 수상자로 선정됐다고 6일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 브레이크스루 상은 구글의 세르게이 브린, 페이스북의 마크 저커버그 등 IT·과학 분야 거두들이 후원해 ‘실리콘밸리의 노벨상’이라는 별명으로도 불리는 상으로, 기초학문 분야 상 가운데 상금이 가장 많다. 물리, 생명과학, 수학 분야에서 매년 1~4명씩 선정하며, 물리 분야에서 이 상을 받은 학자는 올해 타계한 스티븐 호킹, 중력파를 발견해 지난해 노벨물리학상을 받은 라이고 국제협력단 등이 있다. 버넬이 받을 수상 금액은 300만 달러(한화 34억원)로 알려졌다. 올해 시상식은 11월 4일 미국에서 열릴 계획이다. 버넬은 대학원생일 때인 1967년 펄서를 최초로 발견했는데, 이 펄서의 발견으로 인해 인류는 언젠가 태양계 바깥으로 진출하는 데 필수적인 ‘은하계 위치설정 체계’를 구축할 수 있게 되었다. 버넬은 그러나 펄서를 발견하고도 1974년 펄서 발견 업적에 수여된 노벨물리학상 수상자에서는 제외되었다. 그 대신에 노벨상은 그녀의 지도교수인 케임브리지 대학의 앤터니 휴이시와 동료 마틴 라일에게 돌아갔다. 휴이시는 그녀와 함께 필요한 전파망원경을 만들었지만, 펄서를 발견한 사람은 어디까지나 벨이었다. 1974년의 노벨 물리학상 수상은 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 사례로 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. 그러나 버넬은 실망하지 않고 과학자로서의 경력을 성공적으로 쌓아간 끝에 영국 여성 과학자로서는 처음으로 에든버러 왕립학회장을 맡고 영국물리학회장을 역임했으며, 마이클 패러데이상 등 굵직한 상을 여럿 받은 끝에 펄서 발표 50주년을 맞는 올해 브레이크스루 상을 받은 것이다. 버넬이 발견한 펄서는 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 빠르게 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있게 된다. 펄서는 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. “조슬린 벨 버넬의 펄서 발견은 천문학 역사상 가장 위대한 업적 중 하나가 될 것”이라고 규정한 브레이크스루 상 선정위원회 의장 에드워드 위튼은 “발견할 그 순간까지 중성자 별이 실제로 어떻게 존재하는지를 아무도 정확히 알 수 없었지만, 펄서의 발견으로 믿을 수 없을 만큼 정확한 방법으로 이러한 물체를 관찰할 수 있게 되었고 그후 엄청난 진보가 이루어졌다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘미얀마 민주화의 상징’으로 불리던 아웅산 수치 국가자문역이 또다시 입방아에 올랐다.노벨위원회는 29일(현지시간) 미얀마 내 이슬람교도인 로힝야족에 대한 군부의 학살 만행을 방관한 수치 자문역의 노벨평화상 수상을 박탈하지 않을 것이라고 영국 가디언 등이 보도했다. 노벨위원회 측은 “노벨상은 물리학상이든지, 문학상이든지, 평화상이든지 과거에 상을 받을 만한 노력과 업적을 이룬 사람에게 주어진다”며 “수치는 상을 받은 1991년까지 민주주의와 자유를 위해 싸워 노벨상을 받았다”고 밝혔다. 노벨상 규정에 따르면 수상 철회가 허용되지 않는다고 위원회 측이 덧붙였다. 수치 자문역은 유엔 진상조사단이 지난 27일 발표한 로힝야족 탄압 관련 보고서에 대해 침묵하고 있다. 보고서 발표 후 첫 공개 일정을 가진 28일 그는 양곤대 학생들을 대상으로 소설 ‘바람과 함께 사라지다’의 가치를 이야기하는 등 문학 관련 강연을 했지만 로힝야족 사태 등 정치적 이슈나 유엔에 대한 언급은 전혀 없었다. 유엔 진상조사단은 보고서에서 미얀마 군부가 인종 청소 의도를 갖고 대량 학살과 집단 성폭행을 저질렀다고 결론 내리고, 고위 장성 6명을 국제법에 따라 중범죄 혐의로 법정에 세워야 한다고 촉구했다. 이 때문에 노벨상을 받은 수치 자문역이 로힝야족 사태를 외면하고 있다는 비판의 목소리가 높았다. 한편 로힝야족 학살 책임자로 지목되면서 페이스북에서 퇴출된 민 아웅 흘라잉 미얀마군 최고사령관이 러시아 소셜네트워크서비스(SNS)에 새 계정을 열었다고 현지 이라와디뉴스매거진이 29일 보도했다. 민 아웅 흘라잉 사령관은 러시아 최대 SNS인 ‘브콘탁테’에 페이스북에서 사용했던 것과 같은 이름인 ‘선임 장군 민 아웅 흘라잉’ 명의로 계정을 열었다. 이 계정에는 이틀 만에 4900여명의 구독자가 생겼다. 수치 자문역과 함께 미얀마 국정을 양분해 온 민 아웅 흘라잉 사령관은 그동안 페이스북 계정을 통해 자신의 활동 상황을 알리고 주요 현안에 대한 의견도 발표했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

3조각 이상으로 부러지는 스파게티 MIT 연구팀 ‘두 조각 내는 법’ 찾아 2·3차원 재료 구조역학 통제법 얻어 광섬유·철근 구조나 배치법에 응용요즘같이 더운 날씨에는 얼음을 둥둥 띄운 동치미 국수나 겨자와 식초를 약간 뿌려 시원한 국물과 함께 면을 훌훌 넘길 수 있는 냉면 생각이 간절합니다. 면(麵)을 좋아하신다면 이탈리아의 대표적인 면요리인 파스타는 어떤가요. 파스타는 재료의 종류에 따라 160여 가지, 면의 형태에 따라 600여 가지가 넘는 요리로 만들어질 수 있다고 합니다. 대형마트에 가 보면 다양한 형태의 파스타 면을 볼 수 있습니다. 그중 가장 익숙한 것은 국수처럼 긴 파스타인 ‘스파게티’입니다. 기다란 스파게티 면에는 세계 최고의 과학자들도 골머리를 앓게 만든 ‘과학’이 숨어 있습니다. 스파게티 면으로 간단한 실험을 해 보면 알 수 있습니다. 스파게티 면을 하나 꺼내 양쪽 끝을 잡은 다음 부러질 때까지 구부려 보는 것입니다. 몇 조각으로 부러졌나요. 분명 3조각에서 10조각까지 다양할 겁니다. 재미있는 것은 절대 두 조각으로 부러지지 않는다는 것입니다. 이것이 과학계에서 유명한 ‘스파게티 미스터리’입니다. 알베르트 아인슈타인과 함께 20세기 최고의 물리학자로 평가받고 양자전기역학을 발전시킨 공로로 1965년 노벨물리학상을 받은 리처드 파인먼(1918~1988)도 밤새 스파게티 면을 부러뜨리면서 ‘왜 두 조각으로 부러지지 않는가’에 대한 이론적 설명을 찾으려고 골머리를 앓았다고 합니다. 많은 천재 과학자들을 괴롭힌 스파게티 미스터리는 2005년 프랑스 물리학자들에 의해 풀리기 시작했습니다. 프랑스 파리6대학 바질 오도리, 세바스티앙 노이히르슈 박사는 유체역학에서 탄성체의 움직임을 설명하는 ‘키르히호프 방정식’을 이용해 스파게티가 3조각 이상으로 부러지는 이유를 밝혀내고 물리학 분야 국제학술지 ‘피직스 리뷰 레터스’에 발표했습니다. 스파게티 양쪽 끝에서 정확히 똑같은 힘을 가할 수 없기 때문에 서로 다른 형태의 탄성파가 전달되면서 여러 조각으로 부러지게 된다는 것입니다. 이 연구는 기발하고 기상천외한 연구에 시상하는 ‘이그노벨상’의 2006년 물리학상 분야에 선정되기도 했습니다. 그렇다면 스파게티 면을 두 조각 내는 것은 정말 불가능한 일일까요. 미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 코넬대, 프랑스 엑스마르세유대 수학자들이 스파게티 면을 두 조각으로 부러뜨릴 수 있는 방법을 결국 찾아내 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 13일자(현지시간)에 발표했습니다. 요른 듄켈 MIT 응용수학 교수가 이끈 국제공동연구팀은 스파게티를 두 조각 내기 위해 특수한 기구까지 만들었습니다. 수백 차례에 걸친 실험 결과 스파게티 한쪽 끝을 270~360도 정도로 비튼 뒤 서서히 힘을 가해 구부려 부러뜨리면 두 조각 낼 수 있다는 것을 밝혀냈습니다. 할 일 없는 과학자들의 심심풀이 연구 같지만 스파게티 미스터리는 2차원이나 3차원 재료의 구조역학을 이해하고 통제하는 데 필요한 아이디어를 제공한다고 합니다. 탄소나노튜브의 강도를 높이거나 외부 스트레스에 오래 견디는 광섬유를 만드는 것은 물론 교량이나 건축물을 지을 때 철근이나 철골을 얼마나, 어떻게 배치해야 하는지에도 적용할 수 있는 중요한 연구라는 것입니다. 논문의 질보다는 양을, 번뜩이는 아이디어보다는 외국의 선행 연구 사례를 요구하는 한국 과학정책 현실에서 이런 독특하고 재미있는 연구를 기대하는 것은 무리가 아닐까 하는 생각이 스쳐 지나갑니다. edmondy@seoul.co.kr

물질의 탐구/짐 배것 지음/배지은 옮김/반니/384쪽/2만원 “바윗돌 깨뜨려 돌덩이, 돌덩이 깨뜨려 돌멩이, 돌멩이 깨뜨려 자갈돌, 자갈돌 깨뜨려 모래알.”아이들은 동요 ‘돌과 물’을 신나게 부르다가도 “모래알이 깨지면 뭐가 되는 거야”라는 질문을 던져 어른들을 당황스럽게 만드는 경우가 종종 있다. 아이들의 이런 질문은 인류 역사와 함께 시작됐다고 해도 과언이 아니다. 고대 그리스 자연철학자 중 데모크리토스, 에피쿠로스 같은 원자론자들부터 현대 입자물리학자들까지도 ‘물질을 한없이 쪼개다 보면 뭐가 나오고 어떻게 될까’라는 의문을 끊임없이 던져 왔다. 물리학의 발전사를 살펴보면 물질이 무엇인지를 제대로 이해하기 위한 긴 여정이었다고 볼 수 있다. 특히 뉴턴 이후 ‘가장 작은 입자’ 존재를 찾는 것은 우리 세계를 만들어 낸 질량의 속성을 찾는 것과 맞물려 왔다. 그래서 이 책의 원제도 ‘질량: 그리스 원자부터 양자장까지 물질을 이해하기 위한 질문’이다. 사실 현대 물리학의 난해성도 입자의 존재와 질량이 연결되면서 나타난 현상이라고 할 수 있다. 2012년 발견돼 2013년 노벨 물리학상 수상 업적인 ‘힉스 입자 발견’이 대표적인 사례다. 과학자들은 힉스 입자가 없다면 우주는 질량이 없는 상태가 되기 때문에 모든 입자에 질량을 부여하는 힉스 입자를 ‘신의 입자’라고 불렀던 것이다. 저자는 고대 그리스 원자 개념부터 현대 물리학 양자장 개념까지 이 모든 것들을 능숙하게 엮어 독자들을 입자물리학의 세계로 이끌어 나간다. 영국 레딩대 화학과 교수 출신이면서 석유화학제품을 다루는 다국적 기업 ‘셸’의 비즈니스 컨설턴트로, 다시 과학커뮤니케이터로 변신한 저자의 독특한 경력 때문에 가능한 일이라고 할 수 있을 것이다. 저자는 과학을 잘 모르는 일반인을 대상으로 한 교양과학서라도 자연법칙과 물질의 특성을 설명하는 가장 강력한 언어인 수학을 완전히 제외한다는 것은 ‘허세와 가식’일 뿐이라고 꼬집으며 자신은 변수와 상수를 포함해 3개 이상의 기호가 등장하는 수식을 사용하지 않고도 멋지게 글을 풀어나갈 수 있다고 너스레를 떨기도 한다. 또 하나, 이 책의 장점을 꼽자면 매 장의 끝부분에 ‘이 장에서 배운 다섯 가지’를 배치했다는 점이다. 과학책을 호기롭게 집어든 사람들도 책을 다 읽고 나면 ‘무슨 내용인지 잘 모르겠다’는 반응을 보이는 경우가 많다. 이 책은 그런 사람들을 위해 해당 장에서 중요한 부분만을 콕콕 집어내 마지막에 정리해 놨다. 물론 중·고등학교 과학 교과서나 참고서를 보는 것 같아 거부감이 드는 이들도 있겠지만 말이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이 시대 최고의 물리학자 중 한 명으로 꼽힌 스티븐 호킹이 지난 14일 타계했다. 그는 노벨상과 인연이 없었는데 이를 두고 AP통신은 그의 이론을 뒷받침할 증거물이 나오지 않았기 때문이라고 밝혔다.미국 캘리포니아공과대학의 물리학자 숀 캐럴은 “노벨상은 가장 똑똑한 사람에게 주어지는 것이 아니고 과학에 가장 큰 공헌을 한 사람에게 주어지는 것도 아니다”라면서 “호킹 최고의 이론들은 아직 실험을 통해 확인되지 않았고 이것이 그가 상을 받지 못한 이유”이라고 설명했다. 호킹 박사는 노벨물리학상 수상자인 아인슈타인의 계보를 잇는 물리학자로 평가된다. 그러나 하버드대학교의 천문학자 에이비 러브는 아인슈타인이 노벨상을 받은 것은 그의 유명한 일반상대성이론 덕분이 아니라 ‘광전효과’를 밝혀낸 공로 때문이었다고 설명했다. 그것도 미국 물리학자 로버트 밀리컨이 이를 증명해낸 후에야 노벨상을 받을 수 있었다. 호킹 교수는 우주의 구조와 기원을 밝히는 ‘우주론’과 밀접한 관련이 있는 일반상대성이론과 양자역학을 결합하는 양자 중력 이론을 평생 연구했다. 그의 가장 중요한 이론 중 하나인 ‘호킹 복사’는 블랙홀이 모든 것을 빨아들이기만 하는 것이 아니라 에너지를 흡수했다가 빛(전자기파)의 형태로 다시 내뿜는다는 것이다. 러브는 천문학자들이 큰 블랙홀보다 더 많은 호킹 복사를 생산할 가능성이 있는 적당한 크기의 작은 블랙홀을 발견하면 이 이론을 증명할 수도 있다고 설명했다. 호킹은 지난 2016년 강연에서 “사람들이 소형 블랙홀을 찾고 있지만,지 금까지는 찾지 못했다”면서 “그들이 그것을 발견했다면 내가 노벨상을 탔을 텐데 애석하다”고 말하기도 했다. 그러나 러브는 “그의 삶의 여정은 노벨상 이상의 것이 있다는 것을 보여줬다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

갈릴레이 300주기에 태어나 아인슈타인 생일에 세상 떠나 21세 때 루게릭병 시한부 선고 55년 동안 강연·출판 등 활동 ‘시간의 역사’ 1000만권 인기 블랙홀·빅뱅 존재 이유 증명“내게 육체적 장애는 어떤 제약도 되지 않습니다. 다만 영혼의 장애가 제약이 될 뿐입니다.” 아이작 뉴턴과 알베르트 아인슈타인의 계보를 잇는 금세기 최고의 이론물리학자 스티븐 호킹 박사가 14일(현지시간) 76세의 나이로 그가 사랑했고 항상 지켜봐 왔던 우주의 별로 돌아갔다. 이탈리아 천문학자이자 물리학자 갈릴레오 갈릴레이가 세상을 떠난 지 정확히 300년이 되는 날인 1942년 1월 8일 태어나, 아인슈타인이 태어난 지 정확하게 139년이 되는 날 세상을 떴다는 점이 공교롭다. 호킹 박사의 자녀들은 이날 부친이 별세했다는 성명을 발표하고 “아버지는 위대한 과학자이자 비범한 인물이었으며 그의 업적과 유산은 오래도록 남을 것”이라고 말했다.영국 옥스퍼드에서 의사 집안의 장남으로 태어난 호킹 박사는 옥스퍼드대와 케임브리지대에서 수학과 물리학을 공부하며 갈릴레이처럼 우주를 연구했다. 박사학위를 준비하던 1963년 1월 21세의 나이에 전신 근육이 서서히 마비되는 근위축성 측삭경화증(ALF), 일명 ‘루게릭병’ 진단을 받았다. 그렇지만 2년 반 이상 살지 못할 것이라는 의사들의 시한부 선고에도 불구하고 올해 76번째 생일까지 55년을 생존했다. 이 때문에 호킹 박사는 현대 의학계에서도 놀라운 사례로 받아들여진다. 호킹 박사의 업적이 높이 평가받는 이유는 신체적 장애를 뛰어넘은 위대함이 곁들여졌기 때문이다. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “호킹 박사의 업적을 압축한다면 크게 두 가지로 볼 수 있다”며 “일반상대성 이론에서는 반드시 특이점이 존재해야 한다는 것과 블랙홀도 에너지를 방출하기 때문에 반드시 검은색 구멍이라고 볼 수 없다는 점을 증명해 낸 것”이라고 설명했다.호킹은 미국의 천문학자 에드윈 허블이 ‘우주는 팽창하고 있다’는 사실을 관측한 결과와 아인슈타인의 일반상대성이론을 연결시켜 ‘우주가 팽창한다면 반드시 그 시작이 있다’는 의문점에서 출발한 ‘특이점들과 시공간의 기하학’이라는 불세출의 논문을 1966년에 발표했다. 루게릭병 진단을 받은 지 불과 3년 뒤다. 호킹 박사는 이 논문을 통해 빅뱅이나 블랙홀이 반드시 존재할 수밖에 없다는 것을 보여 줬다. 또 이전까지 블랙홀은 강한 중력 때문에 빛조차도 빠져나올 수 없다고 해서 ‘검은색 구멍’이라고 불린 것인데 호킹 박사는 블랙홀의 경계구간인 이벤트 호라이즌 근처에서는 블랙홀도 빛을 내고 에너지를 내뿜는 ‘호킹 복사’를 통해 블랙홀의 질량이 점점 줄어들어 결국 소멸돼 사라질 수 있다는 것을 수학적으로 증명해 냈다.호킹 박사를 현대 과학의 슈퍼스타로 만들어 준 ‘호킹 복사’는 이론적인 예측으로 많은 학자들이 받아들이고 있지만 아직 실험적으로는 검증되지 않았다. 이 때문에 당대 최고의 과학자로 꼽히는 호킹 박사는 평생 노벨물리학상 수상 후보자 명단에 이름을 올리지 못했다. 호킹은 입버릇처럼 “육체적 장애는 나의 영혼을 가두지 못한다”고 말하며 학문적 활동 외에도 다양한 방법으로 대중과 활발하게 만나며 주목받았다. 특히 1988년 펴낸 ‘시간의 역사’는 “구입한 사람은 많지만 읽은 사람은 많지 않다”는 오명을 갖고 있음에도 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 1000만 부 이상 팔렸으며 영국 내에서도 237주 연속 베스트셀러 목록에 이름을 올려 화제가 됐다. 호킹 박사가 대중들에게 명성을 알리기 시작한 것도 이 책 덕분이라는 평가다. 또 SF 드라마 ‘스타트랙’과 애니메이션 ‘심슨가족’ 등 인기 TV 프로그램에 출연하거나 광고 목소리를 제공하기도 했다. 또 자신이 살고 있는 지역의 자선 버스 캠페인에 참여하고 영국 국민건강보험 민영화 반대 운동 등 사회 문제에도 적극 참여했다. 최근에는 인공지능(AI)의 위험성을 경계하는 한편 지구 온난화로 인한 지구환경 파괴 등으로 지구를 떠나야 할 상황이 되고 있다고 경고하고 나서 주목받기도 했다. 남 교수는 “호킹 박사가 최고의 과학자라고 평가받는 것은 신체적 장애로 인해 몸을 마음대로 쓸 수 없는 상태에서 오로지 사고실험을 통해 천체물리학에서 놀라운 연구성과를 발표해 냈기 때문”이라고 평했다. 미국 항공우주국(NASA)도 호킹의 타계에 대해 “그의 이론은 우리와 세계가 탐사하던 우주의 가능성을 열어보였다”면서 “당신이 2014년 우주정거장에 있던 비행사들에게 말한 것처럼 슈퍼맨처럼 극미중력상태에서 계속 날기를 바란다”며 조의를 표했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr ■ 스티븐 호킹 약력 - 1942년 1월 8일 영국 옥스퍼드 출생 　- 1959년 17세 옥스퍼드대 입학 　- 1963년 루게릭병 진단 　- 1965년 케임브리지대 박사학위 취득 　- 1974년 영국 왕립학회 회원 (아인슈타인 상과 휴스 메달 수상) 　- 1975년 케임브리지대 응용 수학 및 이론 물리학과 교수 　- 1979년 케임브리지대 석좌교수 　- 1982년 영국 대영 제국 훈장 3등급 　- 1985년 영국 왕립천문학회 골드 메달 　- 1988년 대중 과학서 ‘시간의 역사’ 발간 (세계적으로 1000만권 이상 판매) 　- 1990년 9월 한국 방문, 서울대 등에서 ‘블랙홀과 아기우주’라는 주제로 강연 　- 1999년 미국 줄리어스 에거드 릴리엔펠트상 　- 2009년 미국 대통령 자유 훈장 　- 2018년 3월 14일 케임브리지 자택서 사망

날마다 천체 물리/닐 디그래스 타이슨 지음/홍승수 옮김/사이언스북스/232쪽/1만 2500원2000년대 들어 천체 물리학 분야에서만 6개의 노벨 물리학상이 배출되는 등 현대 천문학의 위상은 점점 높아지고 있다. 그러나 천체 물리학의 핵심 개념을 대중의 눈높이에서 알기 쉽게 소개해 줄 책은 많지 않다. 천문학 관련 TV다큐멘터리 진행을 맡으며 미국에서 가장 사랑받는 천문학자로 꼽히는 저자는 비교적 쉬운 말로 우주의 원리와 시공간의 본질을 설명한다. 대폭발 이후 우주 진화의 역사부터 뉴턴의 역학과 상대성 이론, 우주 팽창 속도를 지배하는 암흑 물질 등을 알차게 정리했다. 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

우리가 땅에 발을 붙이고 사는 이유는 지구가 중력으로 우리를 끌어당기고 있기 때문이다. 지구는 사람뿐 아니라 물 그리고 산소와 질소 같은 공기도 붙들고 있을 정도의 힘을 가지고 있다. 달은 공기를 붙들고 있기에는 힘이 약해서 공기가 희박하다. 이렇게 지구와 달의 끌어당기는 힘이 차이 나는 것은 중력 때문이다.중력이 가장 극단적으로 나타나는 천체는 ‘블랙홀’이다. 블랙홀은 끌어당기는 힘이 강력해 주변의 빛조차 끌고 들어간다. 지구가 쪼그라들어 블랙홀이 된다면 그 크기는 채 2㎝가 되지 않을 것이다. 태양의 경우에는 직경이 6m 정도인 블랙홀이 된다. 우주에는 아주 가벼운 블랙홀부터 태양보다 10억 배 무거운 블랙홀까지 다양한 질량의 블랙홀이 존재할 것으로 추측되고 있다. 블랙홀이 존재한다는 직접적인 증거를 찾는 연구들이 많이 이뤄졌는데 그중 가장 큰 성과는 지난해 노벨물리학상을 수상한 ‘중력파 검출’이다. 블랙홀은 빛도 끌고 들어가는 강력한 중력 때문에 직접 볼 수는 없기 때문에 블랙홀이 아니면 만들어 낼 수 없다고 인정할 수 있는 현상을 찾아내고 이를 확인하는 데에 초점이 맞춰지고 있다. 강력한 중력이 빠르게 변하면 관측할 수 있는 수준의 중력파가 발생한다. 중력파가 지나가면 시공간이 늘었다 줄었다 하는 변화가 생긴다. 모든 중력을 가진 물체가 중력파를 만들어 내지만 관측하기에는 매우 미약하다. 지난해 노벨물리학상은 한 쌍의 블랙홀이 아주 빠르게 서로 공전하며 다가가면서 만들어 낸 중력파가 정교하게 고안된 측정 장치의 길이를 변화시킨 것을 확인하는 방법으로 블랙홀의 존재를 입증한 업적을 인정한 것이다. 직접 블랙홀을 보려는 노력도 진행 중이다. 블랙홀이 주변 물질을 끌어당기면 그 과정에서 토성의 띠 형태를 띤 원반이 생기고 그 원반은 빠르게 회전하며 마찰에 의해서 밝게 빛나게 된다. 태양보다 100만 배 정도 무거운 우리은하 중심의 거대한 블랙홀은 3만 광년 떨어진 지구에서도 관측할 수 있는 크기의 원반과 블랙홀에 의한 ‘그림자’를 만들 것으로 예측돼 이를 관측하고자 하는 것이다. 그런 블랙홀 주변에서는 영화 ‘인터스텔라’에서처럼 강한 중력과 원반의 빠른 속도 때문에 발생하는 오묘한 빛의 향연도 목격될 것으로 기대된다. 블랙홀은 주변의 물질을 끌어당길 뿐 아니라 강력하게 에너지를 내뿜기도 한다. 거대한 블랙홀이 내뿜는 막대한 에너지가 은하와 별과 행성의 생성에 어떠한 영향을 끼쳤는지는 중요한 연구 주제이다. 우리에게서 멀리 떨어져 있는 거대한 블랙홀의 중력이 어쩌면 지구의 존재, 생명의 탄생과도 관련이 있을 수 있다고 생각하면 블랙홀에 대한 연구는 더 흥미로워진다.

중국 베이징시 외국전문가국(外國專家局)은 지난 2일 사주 조지(Saju George) 미국 마이크로소프트(MS)사의 아시아·중동·아프리카 지역 인사 담당 임원에게 ‘해외 우수인재 확인증’을 발급했다. 이어 총구(Chong Gu) 미 퍼듀대학의 교수와 루치오 소이벨만(Lucio Soibelman) 미 남가주대 교수가 우수인재 확인증을 받았고, 조 케저(Joe Kaeser) 독일 지멘스그룹 회장 등 여러 명의 다국적기업 임원들도 우수인재 확인증을 신청해 놓은 상태라고 중국 차이나데일리가 지난 5일 보도했다. 해외 우수인재 확인증을 받은 외국인 전문가는 5년 또는 10년짜리 복수 비자를 발급받을 수 있다. 이들은 비자 만료 시까지 자유롭게 중국을 드나들 수 있고 한 번에 최장 180일까지 중국에 체류할 수 있다. 기존 체류기간(90일)보다 두 배로 늘려준 것이다. 비자는 최단 하루 만에 발급되며, 발급 비용은 무료다. 이들 우수인재 전문가의 배우자 및 자녀도 같은 혜택을 누릴 수 있다. 발급 대상자는 노벨상 수상자를 비롯해 세계 일류 대학의 교수나 박사학위 취득자, 올림픽 메달리스트, 국가대표팀 혹은 성(省)급 팀에서 활약하는 코치 및 선수, 중국 국영 매체의 편집인, 중국 평균 임금의 6배 이상을 받는 외국인 등이다. 지난해 베이징 시민들의 연평균 수입은 9만 2477 위안(약 1520만원) 안팎이다.중국 정부가 외국의 우수인재를 끌어들이기 위해 총력전을 펼치고 있다. 시진핑(習近平) 국가주석이 집권 2기를 맞아 경제 발전의 새로운 동력으로 해외 우수인재 수요가 많은 첨단과학 육성을 제시한 만큼 이를 뒷받침할 세계적인 과학자와 기업인 등을 영입하기 위해 비자의 장기 발급 등 파격적인 혜택을 내놨기 때문이다. 중국 국가외국전문가국과 외교부, 공안부는 공동으로 1일부터 이런 내용의 ‘외국 우수인재 비자제도 시행방법’을 도입해 실시하고 있다고 밝혔다. 중국 정부가 파격적인 혜택을 내놓은 것은 과학과 기술 등의 분야에서 최고의 외국인 우수인재를 끌어들여 경제의 새로운 성장 동력으로 삼으려는 목적이 있다는 게 전문가들의 일반적인 견해다. 해외에서 활약하는 중국 출신 우수인재를 불러들이는 데 주력해오던 중국이 앞으로는 국적을 가리지 않고 해외 우수인력을 대거 확보하겠다는 구상인 셈이다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 “이번에 새로 도입한 비자정책은 본국과 중국을 자주 오가는 외국인 우수 인력이 편하게 일하고 머무를 수 있는 환경을 마련하기 위한 것”이라고 분석했다. 중국 정부는 이보다 앞서 2004년부터 미국과 유럽 선진을 따라잡는다는 전략에서 과학자와 발명가, 기업 경영인 등 국가에 크게 공헌할 수 있는 외국인에게 영구거류증(그린카드)을 발급해 주고 있다. 2016년 2월 국가기관과 연구소에서 일하는 외국인에게만 주던 그린카드 발급 대상을 확대했고, 지난해에는 그린카드 발급 절차를 간소화하고 자격 요건도 대폭 완화했다. 지난해 유럽 출신 노벨상 수상자 2명에게 영주권을 부여한 것이 대표적이다. 2016년 노벨 화학상 수상자인 베리나르트 페링하(네덜란드)와 2002년 수상자 쿠르트 뷔트리히(스위스)가 그 주인공이다. 페링하는 분자기계를 설계·제작한 공로로 노벨화학상을 받았고, 상하이 화동(華東)이공대학의 자가치료 물질 연구팀을 이끌고 있다. 생물의 몸을 구성하는 단백질 분자 질량과 3차원 구조를 알아내는 방법을 개발해 노벨상을 수상한 뷔트리히는 상하이과기대학에서 인간 세포 수용체를 연구하는 팀을 지도하는 것으로 알려졌다. 중국 정부는 이와 함께 외국인 우수인재를 정부 프로젝트에 투입하는 것도 적극적으로 장려하고 있다. 시진핑 주석이 추진하는 ‘일대일로(一帶一路: 육·해상 실크로드)’ 프로젝트에 러시아의 장비제조 전문가, 쿠바의 생물학 전문가 등 외국인 인재가 대거 채용된 것으로 알려졌다. 해외 우수인재들과는 달리 일반 외국인에 대해서는 중국의 비자 발급과 이민 제도가 매우 엄격한 편이다. 취업비자 발급에 제한이 많고, 이미 발급한 비자에도 수시로 엄격한 규정을 적용해 통제한다. 취업비자를 받아도 매년 또는 2년에 한 번 갱신해야 한다. 중국 정부가 비판적인 성향의 인사에게는 비자를 발급하지 않는 등 비자 제도를 자의적으로 운용하기도 한다. 엘리자베스 이코노미 미국 외교협회(CFR)의 아시아 연구 주임은 “중국 정부에 비판적이거나 민감한 주제를 다루는 인사에게는 비자가 발급되지 않는다”면서 “이들 인사에게 비자가 발급되더라도 매우 오랜 시간이 걸리기 일쑤다”라고 지적했다, 그렇지만 중국 정부는 그동안 경제·산업 발전을 위해서는 우수인재 확보를 최우선 순위에 두고 해외에 있는 자국 출신 우수인재를 본토로 불러들이는 정책을 적극적으로 펴왔다. 2008년부터 시작한 ‘천인(千人)계획’이 여기에 해당한다. 이 프로젝트의 목적은 세계 일류 대학교수와 다국적 기업의 기술 전문가 등 최우수 인재 1000명을 유치하는 계획이다. 이들에 대한 대우는 각별하다. 영입이 확정된 인재에겐 100만 위안이 넘는 보조금을 일시금으로 지급하고 영주권을 발급한다. 각종 세금 공제 혜택을 주고 정부가 직접 나서 자녀 취학도 도와준다. 이 덕분에 노벨 물리학상 수상자인 중국계 미국인 양전닝(楊振寧·96) 박사와 컴퓨터학계의 노벨상으로 불리는 튜링상 수상자인 야오치즈((姚期智·72) 박사가 미 국적을 포기하고 중국 국적을 취득했다. 두 박사는 모두 중국에 거주하면서 중국 명문 칭화(淸華)대 교수로 재직 중이다. 안후이(安徽)성 출신인 양 박사는 1945년 미국에 유학했다. 시카고대에서 엔리코 페르미에게 수학하고 1966년 뉴욕주립대 교수가 됐다. 1957년 ‘약한 상호작용에 의한 패리티(parity) 비보존(非保存) 이론’으로 노벨 물리학상을 수상했다. 상하이에서 태어난 야오 박사는 국공 내전 기간에 부모를 따라 대만으로 이주한 뒤 1972년 미 하버드대에서 물리학 박사 학위를 받았다. 2000년 컴퓨터 양자정보과학 분야의 탁월한 연구성과로 튜링상을 수상했다. 닝촨강(寧傳剛) 칭화대 물리학과 교수는 “다른 중국계 과학자들이 외국 국적을 포기하는 선례가 될 것”이라며 “중국에서 과학연구 자금 지원을 받기 쉬워지면서 젊은 중국계 과학자 사이에선 외국 국적을 포기하는 것이 하나의 트렌드가 되고 있다”고 말했다. 2012년에는 ‘천인계획’을 2012년 ‘만인(萬人)계획’으로 규모를 확대했다. 향후 10년 동안 자연과학과 철학, 사회과학 분야 등의 우수인재 1만 명을 키우겠다는 야심찬 프로젝트다. 노벨상을 받을 것으로 기대되는 세계적인 과학자 100명을 배출하는 계획도 포함돼 있다. 이들에게는 연구과제 선정부터 처우까지 특별 대우해준다. 연구과제는 스스로 정하게 하고 번잡스러운 보고는 면제 해준다. 중앙정부뿐 아니라 지방정부도 인재 유치에 발벗고 나서고 있다. 베이징과 상하이, 광둥(廣東)성 선전 등은 해외 유학을 갔다가 현지에 정착한 중국인 인재를 귀국시키기 위해 다양한 창업 지원 프로그램을 운영하고 있다. 이들에게 최고 50만 위안의 창업 자금과 임대아파트 등을 제공한다. 중국의 재외공관도 귀국을 원하는 유학생에게 창업경진대회 참가를 지원하는 방식으로 국내 귀환을 유도하고 있다. 중국 교육부에 따르면 지난해 해외에서 공부한 중국인 유학생 중 82%인 43만 2500명이 귀국했다. 2012년(72%)에 비해 10%포인트 높아진 수치다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

인류 역사에 이름을 남긴 과학자들을 보면 살아있을 때 높은 평가를 받은 이들은 그리 많지 않다. 물론 다른 분야도 마찬가지겠지만, 묵묵히 연구하는 특성상 일반인들은 모르는 경우가 태반이다. 이에 따라 최근 미국 온라인 미디어 ‘빅 싱크’는 과학자들의 훌륭한 업적을 생전에 확인할 수 있도록 현존하는 위대한 과학자 10인을 선정해 소개했다. 다음은 순위에 상관없이 소개된 순서대로 나열한 것이다. 1. 팀 버너스 리(1955년생) 영국 태생의 컴퓨터 과학자다. 오늘날 네트워크 사회의 기초가 되는 월드와이드웹(WWW·World Wide Web)의 하이퍼텍스트 시스템을 고안·개발했다. URL, HTTP, HTM 역시 그가 설계했으며, 1991년에는 세계 최초의 웹사이트를 공개하기도 하다. 2004년 엘리자베스 2세 영국 여왕에게 기사 작위를, 최근에는 IT계 노벨상인 튜링상을 받기도 했다. 2. 스티븐 호킹(1942년생) 현재 우주 물리학 분야에서 가장 영향력이 큰 과학자다. 1988년 출판한 저서 ‘시간의 역사’는 세계적인 베스트셀러로 20년 동안 1000만 부가 넘는 판매를 기록했다. 특히 블랙홀 연구에 있어 매우 날카로운 고찰을 했는데 블랙홀이 양자역학적인 효과로 인해 방출하는 열복사는 그의 이름을 따서 ‘호킹 복사’로 불리게 됐을 정도다. 근위축성 측색경화증(ALS)으로 휠체어를 타고 있지만, 권위 있는 물리학자로서 존경받아 세상의 많은 사람에게 용기를 주고 있다. 3. 제인 구달(1934년생) 영국의 영장류학자로, 세계에서 가장 저명한 침팬지 전문가다. 55년이 넘는 오랜 기간 야생 침팬지들의 사회적이고 가족적인 교류 형태를 연구해왔다. 그녀의 혁신적인 연구는 인간뿐만 아니라 침팬지도 도구를 만들어 활용할 수 있다는 걸 보여줬다. 또 침팬지의 폭력적인 성격에 관한 선구적인 관찰 연구를 해 그 안에서도 어린 원숭이를 사냥하고 포식하는 개체의 실태를 밝혀내기도 했다. 1977년부터는 제인 구달 연구소를 설립해 환경 보호와 생물 다양성 등에 관한 문제에 과감하게 나서고 있다. 4. 앨런 구스(1947년생) 미국의 이론 물리학자이자 우주론자로, 우주의 급팽창(인플레이션)이론을 처음 제안했다. 이는 우주가 처음에는 천천히 커지다가 어느 순간 빛보다 빠르게 급팽창하고 다시 느리게 확장했다는 이론이다. 이를 통해 우주의 탄생을 설명하는 표준 모형인 빅뱅 이론이 설명하지 못한 부분을 대부분 해결한 공로로 기초물리학상과 캐블리상을 받았다. 5. 아쇼케 센(1956년생) 인도의 이론 물리학자로, 끈 이론을 여러 분야에서 다각적으로 연구해 발전시켰다는 평가를 받고 있다. 1989년 ICTP 상, 1994년 샨티 스와럽 바트나가 과학기술상, 2001년 파드마 쉬리 상, 2012년 기초물리학상 등을 받았다. 6. 제임스 왓슨(1928년생) 미국의 분자 생물학자이자 유전학자이다. 1953년 발표한 DNA의 ‘이중 나선’ 구조의 공동 발견자로, 1962년 노벨 생리의학상을 받았다. 이중 나선 구조의 발견은 이후 분자 생물학에서 비약적인 발전으로 이어졌고 그의 공적이 재평가돼 2002년 의학분야에서 가장 저명한 게어드너재단 국제상을 받았다. 7. 투유유(1930년생) 아시아와 아프리카에서 수많은 생명을 구한 말라리아 예방약을 만들어낸 공로로 중국 여성 최초로 2015년 노벨상을 받았다. 그녀는 중국 전통의학을 기초로 삼아 중개똥쑥에서 아르테미시닌과 다이하이드로아르테미시닌을 발견했다. 이를 이용한 치료로 열대 지역에 사는 사람들의 건강을 크게 개선했다. 8. 노암 촘스키(1928년생) 미국의 언어학자이자 정치 활동가로, 많은 분야에서 세계적인 영향을 끼쳤다. ‘현대 언어학의 아버지’로 불리며, 인지 과학 분야의 창시자 중 한 사람이기도 하다. 100여 권의 저서를 집필하고 다양한 분야를 선도하면서 동시대적인 비판까지도 겸비한 그는 오늘날 미국의 외교 정책을 공개적으로 비판하고 있다. 9. 야마나카 신야(1962년생) 줄기세포 연구자로, 신체의 기존 세포에서 다양한 줄기세포(iPS 세포)를 생성하는 기술을 공동 발견해 2012년 노벨 생리의학상을 받았다. 2013년에는 마크 저커버그 등 실리콘밸리 거부들이 만든 ‘생명과학 혁신상’을 받아 300만 달러(약 33억 원)의 상금을 거머쥐기도 했다. 10. 엘리자베스 블랙번(1948년생) 호주와 미국의 이중 국적을 가진 분자 생물학자로 항노화 분야, 특히 염색체 말단부인 텔로미어가 염색체를 보호하는 원리를 규명하고 텔로미어를 보호하는 효소 텔로머레이스를 발견한 공로로 2009년 노벨 생리의학상을 받았다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2017년 정유년 한 해도 이제 닷새 정도밖에 남지 않았다. 과학계 역시 올해를 마무리하는 데 분주하다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘올해 최고의 연구성과’(Breakthrough 2017)를 선정해 발표했고 ‘네이처’는 올해 주목받은 과학자, 최고의 과학뉴스, 가장 많이 읽힌 논문, 가장 주목받은 과학책 등 다양한 분야에서 톱 10을 골랐다. 사이언스와 네이처가 선정한 과학계 소식에서 단연 눈에 띄는 것들은 중성자별 충돌 과정을 찾아낸 것과 잘못된 유전자를 정확하게 골라서 원하는 유전자만 골라서 치료하거나 제거할 수 있는 유전자 편집기술이었다.1. 다중신호 천문학 시대 지난 8월 17일 미국의 중력파 검출기 레이저간섭계중력파관측소(라이고)와 유럽 버고 검출기에 중력파가 검출됐다. 중력파 검출이 끝나고 2초 뒤 미국 항공우주국(NASA)에서 운영하는 페르미 감마선우주망원경은 2초간 감마선 폭발 현상을 포착했다. 그 밖에 전 세계 곳곳에 설치된 전파망원경과 광학망원경은 11시간 뒤 약 1억 3000만 광년 떨어진 은하에서 중성자별의 충돌 현상을 관측했다. 전 세계 연구자 수천명이 중력파와 감마선, X선, 가시광선 등 다양한 방식으로 동시에 관측한 이 연구는 사인스가 선정한 올해 가장 혁신적인 연구성과로 꼽혔다.약 1만 2000여명의 사이언스 독자가 선정한 올해 최고의 연구성과는 ‘유전자 치료의 승리’였다. 희귀 유전병인 ‘척수성 근위축증’을 앓고 있는 에블린 빌라렐이라는 3세 소녀를 유전자 치료를 통해 낫게 한 사례는 투표 참여자 47%가 주목할 정도로 압도적 관심을 받은 연구성과였다. 상염색체 이상으로 나타나는 척수성 근위축증은 몸의 근력을 저하시키는 질환으로 신생아 6000~1만명 중 1명꼴로 나타나며 발병 시기에 따라 1~4형으로 나뉜다. 특히 생후 6개월 미만에 발병하는 1형은 가장 흔한 형태로 2세 이전에 숨진다. 미국 전국어린이병원 연구진은 정맥주사를 이용해 문제 유전자를 교체하는 방식으로 치료해 좋은 성과를 거뒀고 치료받은 아이들 대부분이 건강을 회복했다고 의학분야 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 11월호에 발표했다. 개선해야 할 부분은 여전히 남아 있지만 유전자 치료의 가능성을 보여 준 성과로 주목받았다.2. 유전자 핀셋기술 개발 ‘네이처’는 기존 유전자 가위 기술보다 한층 더 정교해진 4세대 유전자 편집기술을 개발한 미국 하버드대 데이비드 리우 교수를 ‘올해의 인물’ 1위로 선정했다. 유전자 가위는 DNA의 특정부분을 자르고 붙이는 기술로 더 정밀하게 자르고 정확한 위치에 원하는 유전자를 끼워 넣는 것이 핵심이다. 리우 교수는 학생 때부터 유전자 편집 연구에 매달려 지난 10월 자연 상태에는 존재하지 않는 단백질을 이용해 정확하게 유전자 한 부분만을 편집할 수 있는 기술을 개발해 논문을 발표했다. 리우 교수가 만들어 낸 기술은 정확하게 염기 하나만 찾아내 교정할 수 있게 한 기술로 시토신(C)을 티민(T)로 바꾸고 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 바꾸는 데 성공해 과학계에서는 3세대 유전자 가위 기술인 ‘크리스퍼-캐스9’을 뛰어넘은 ‘유전자 핀셋’기술을 개발했다고 극찬했다. 많은 전문가들은 간질이나 파킨슨병을 비롯해 각종 유전병의 절반 이상이 DNA에서 염기 하나가 뒤바뀌면서 생기는 만큼 리우 교수가 개발한 유전자 핀셋 기술은 DNA의 정교한 편집이 가능해져 유전병 치료의 획기적인 전기를 만들었다고 평가하고 있다.3. 시간 대칭성 파괴 네이처가 선정한 올해 가장 많이 읽힌 논문은 지난 3월 미국 메릴랜드대와 하버드대 연구팀이 각각 발표한 ‘시간 결정(time crystal) 관측’에 관한 연구성과가 꼽혔다.3 특히 하버드대 연구팀에는 한국인 과학자인 최순원, 최준희씨가 포함돼 있어서 주목받기도 했다. 시간 결정은 2004년 노벨물리학상을 수상한 프랭크 윌첵 MIT 교수가 2012년 처음 제안한 개념으로, 물질의 대칭성이 공간을 기준으로만 깨지는 것이 아니라 시간에 대해서도 깨질 수 있다는 사실이다. 공간대칭성이 깨지는 것은 흔히 관찰됐지만 시간대칭성이 깨지는 것은 처음 관찰됐던 것으로 양자역학 분야에서 고정관념을 깨는 연구로 평가받았다. 이 연구는 시공간을 어떻게 이해할 것인지에 대한 기본적인 질문뿐만 아니라 양자컴퓨터 개발을 위한 원천기술로 응용될 수 있을 것이라는 기대를 안고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2017년 ‘정유년’도 20여일밖에 남지 않았다. 한 해가 끝날 무렵이 되면 항상 언급되는 단어는 ‘다사다난’이다. 과학과 의학·보건 분야에서도 많은 연구 성과와 이벤트들로 올 한 해는 ‘다사다난’했다. 많은 분야에서 연말이 되면 한 해 동안 가장 주목받았던 소식들을 꼽아 발표하는데 과학 분야에서는 미국 일간 뉴욕타임스가 가장 먼저 ‘2017년 눈길을 끌었던 과학적 성과와 이벤트’를 정리해 소개했다. 가장 먼저 선정된 것은 지난 8월 21일 오전 9시 6분(미국 태평양시간)부터 오전 11시 41분까지 약 2시간 30분가량 이어진 ‘역대 최고의 우주쇼’로 주목받았던 ‘그레이트 아메리칸 이클립스’였다.태양과 달, 지구가 나란히 놓여 달이 태양면을 가리며 생기는 일식은 월식보다 더 자주 일어나는 천체현상이지만 대부분 바다에서 관측이 가능하다. 그런데 이번 개기일식은 미국 오리건주를 시작으로 사우스캐롤라이나주까지 미대륙 14개 주를 관통하며 펼쳐졌다. 이번 일식과 정확히 같은 위치로 지나가며 발생하는 개기일식은 375년 만의 일이다. 이 때문에 미국항공우주국(NASA)도 우주선 11대, 관측비행기 3대, 풍선형 관측기 50여대를 비롯해 국제우주정거장(ISS)까지 동원해 관측하고 생중계하기도 했다. 또 지난 9월 15일 임무를 종료한 토성 탐사선 카시니호가 마지막 ‘유작’으로 보내온 토성 사진도 올해 주목해야 할 과학적 이벤트로 꼽혔다. 1997년 발사된 카시니호는 약 35억㎞의 거리를 7년 동안 날아가 2004년 7월 토성 궤도에 진입해 토성은 물론 타이탄과 엔셀라두스 등 위성을 정밀탐험해 다양한 데이터와 사진을 지구로 보내왔다. 카시니호는 13년 동안의 임무를 마치고 지난 9월 15일 토성 대기권으로 떨어지면서 ‘산화’했다. NASA 관계자는 “카시니호의 탐험은 태양계에 대한 통찰력을 준 동시에 과학자들에게 다양한 연구거리를 던져 줬다”고 평가했다. ●중력·전자기파 동시 관측도 주목받아 지난 2월 미국, 벨기에, 영국, 스위스, 프랑스, 남아공, 사우디아라비아, 모로코 등 8개국 국제공동연구진이 지구로부터 39광년 떨어져 있는 ‘트라피스트1’이라는 왜성을 공전하는 지구형 행성 7개를 발견한 것도 선정됐다. 연구진은 관련 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표하고 워싱턴에 있는 NASA 본부에서 기자회견을 별도로 갖는 등 외계생명체 발견 가능성에 주목했지만 자외선과 태양풍의 직접적인 영향 때문에 생명체가 존재하기는 매우 힘들다는 후속 분석 결과가 나와 실망을 안기기도 했다. 지난 10월에는 올해 노벨물리학상 수상 업적인 중력파 발견에 지대한 공헌을 한 라이고·비르고 중력파 관측단 등 국제공동연구팀이 중성자별끼리 충돌하는 것을 처음으로 중력파와 전자기파로 동시에 관측해 주목받았다. 중성자별 충돌의 증거로 예측돼 온 킬로노바라는 현상을 처음으로 관측한 것이다. 이 발견을 통해 중력파뿐만 아니라 전자기파 등 다른 관측수단을 함께 이용해 천체 현상을 연구하는 ‘다중신호 천문학’이라는 학문이 본격적으로 시작됐다는 평가가 나오고 있다. 의학 및 보건 분야는 물론 생물학 분야에서도 주목할 만한 이벤트와 연구 성과들이 많았다. 숲모기에 의해 전파되면서 임신부가 감염될 경우 태아가 소두증을 갖고 태어난다고 해서 2015년 말부터 올 초까지 전 세계를 공포로 몰아넣었던 ‘지카바이러스’가 확산 가능성이 낮아졌다. 지카바이러스의 예방과 치료에 대한 다양한 연구 덕분인데 보건의학계에서는 지카바이러스 감염으로 인해 소두증을 갖고 태어난 아이들에 대한 치료와 관리 등 후속 조치에 대해서도 관심을 가져야 한다고 지적했다. ●‘늑대, 애완동물로 못 키운다 ’도 관심 또 최근 다양한 동물을 애완용으로 키우는 사례가 늘고 있는 가운데 캐나다와 미국, 헝가리 연구진이 개의 친척인 늑대도 애완용으로 키울 수 있는가를 실험해 어린 늑대는 가능하지만 성장하면서 늑대의 본성이 드러나기 때문에 애완용으로 키울 수 없다는 연구 결과를 발표한 것도 관심의 대상이었다. 실제로 약 1만 5000년 전후로 늑대와 개는 유전학적으로도 분리돼 진화해 왔기 때문에 늑대는 애완용으로 적합하지 않다는 설명이다. 한편 비만의 확산, 북미 지역을 중심으로 성적 접촉 이외의 방식으로 확산되는 매독, 유전자 가위기술을 비롯한 유전자 기술을 이용한 맞춤형 아기 탄생 가능성도 관심이 집중되는 올해 과학적 성과로 꼽혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난달 미국 하와이에 출장 가는 중 기내에서 우연히 중국 톈옌(天眼) 망원경을 주제로 한 TV 다큐멘터리를 시청했다. 중국과학원 국가천문대는 구이저우(貴州)성에 구경이 500m인 세계 최대 전파망원경을 5년 만에 건설하고 2016년 9월 첫 관측을 성공적으로 수행했다. 최근 신문에 게재된 중국 과학 기술 진보에 관한 기사를 읽고 비로소 톈옌 망원경의 위상을 파악할 수 있었다. 중국은 전 세계 과학 기술 분야 논문 비중에서 미국 다음인 2위에 올랐고 상위 500개 슈퍼컴퓨터 보유 대수 면에서 지난 11월에는 미국을 앞질렀으며, 세계 최대 전파망원경 톈옌을 건설했다는 사실이 기사의 주요 내용이었다. 망원경은 각 분해능과 집광력이 탁월하다. 각 분해능이 높은 망원경은 눈으로 분별할 수 없는 관측 대상의 세밀한 부분까지 보여 준다. 망원경 지름이 클수록, 관측하는 빛의 파장이 짧을수록 각 분해능이 좋아진다. 집광력은 빛을 모으는 능력이다. 망원경의 구경이 클수록 집광력이 좋다. 집광력이 좋은 망원경은 어두운 천체를 관측할 수 있게 해 준다. 망원경의 구경을 크게 하면 각 분해능과 집광력을 동시에 높일 수 있다. 이 때문에 천문학자들은 구경이 큰 망원경을 만들기 위해 노력한다. 현존하는 가장 큰 광학망원경은 스페인 카나리섬에 건설된 대(大)카나리 망원경으로 지름이 10.4m이다. 그런데 이 망원경의 분해능을 획기적으로 높이는 방법이 있다. 두 전파망원경이 동시에 한 천체를 관측하면, 두 망원경 사이의 거리를 지름으로 하는 거대한 망원경이 갖는 분해능을 얻을 수 있다. 이 방법을 처음 고안한 영국 케임브리지대 교수였던 마틴 라일경은 1974년 노벨 물리학상을 받았다. 한국 초장기선 전파간섭계도 이 방법을 이용하고 있다. 이 간섭계는 연세대, 울산대, 탐라대에 설치된 세 개의 21m 전파망원경으로 구성되어 있다. 이 간섭계는 남한 전체 크기의 구경을 갖는 거대한 전파망원경과 같은 분해능을 갖고 있다. 이 개념을 확장해 한국, 일본, 중국의 전파망원경을 동시에 사용하는 동아시아 초장기선 전파간섭계가 만들어졌다. 이 간섭계는 달에 있는 승용차까지 분간할 수 있는 각 분해능을 갖고 있다. 현재 규모가 큰 초장기선 전파간섭계는 유럽, 미국, 동아시아 등이 보유하고 있다. 이 중 가장 빠르게 규모가 커지고 있는 간섭계가 동아시아 간섭계이다. 한국은 동아시아 간섭계의 자료를 처리하는 센터를 운영하고 있다. 그리고 세 개의 망원경을 더 건설해 동아시아 간섭계에 포함시키려는 계획을 갖고 있다. 동아시아 초장기선 전파간섭계는 향후 5년 내에 세계에서 가장 큰 규모의 전파간섭계로 발전할 것으로 기대된다.

2017년은 펄서(pulsar·pulsating radio star)가 최초로 발견된 지 50년째가 되는 해이다. 지금까지 발견된 펄서의 수는 약 2,600개에 이른다. 물론 거의 우리은하 내에 있는 것들이다. 과학자들은 펄서를 이용해 저주파 중력파를 탐지하여 우리은하의 구조를 연구하고 일반상대성 이론을 검증하기도 한다. 펄서 발견 50주년을 맞아 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 소속의 조지 홉스 등 과학자들이 기고한 칼럼이 지난달 29일자 스페이스닷컴에 발표되었다. 이 기구에서 운용하는 파크스 전파망원경은 현재까지 발견된 펄서의 거의 절반을 발견하는 개가를 올렸다. 펄서란 과연 어떤 천체이며, 펄서의 발견이 천문학사에서 어떤 의미가 있을까? 펄서 발견 50주년을 기념하는 이들의 칼럼을 요약해 소개한다. 박사과정 여학생이 최초로 발견했다 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 펄서는 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있는 것이다. ​ 1967년 중반, 사람들이 한창 여름휴가를 즐기고 있을 때 영국 케임브리지 대학의 박사과정에 있는 젊은 여학생은 전파망원경 제작에 땀을 흘리고 있었다. 천문학자들이 다이폴 어레이(dipole array)라 하는 쌍극자 안테나를 가리키는데, 이 안테나가 차지하는 영역은 약 2헥타르로, 정구장 57개에 해당하는 면적이다. 전파망원경은 7월에 완성되었다. 24살의 조슬린 벨 학생(지금은 조슬린 벨 경이다)은 전파망원경의 운용과 함께 망원경이 생산하는 데이터를 분석하는 작업을 맡았다. 데이터는 펜으로 종이 위에 그리는 그래프 같은 형식으로 출력되었는데, 이 같은 그래프가 하루에 거의 30m는 쏟아져나왔다. 조슬린은 이 데이터를 눈으로 분석했다. 그래프 위에 나타난 기묘한 ‘꺾임’(cruff)은 이렇게 눈으로 발견된 것이었다. 그러나 이 발견은 그냥 스쳐지나갔다. 다른 발견들이 보통 그렇듯이 이 발견의 진가가 드러나는 데는 시간이 걸렸다. 1967년 11월 28일, 소슬린과 그녀의 지도교수 앤터니 휴이시는 기묘한 시그널을 보여주는 데이터를 하나 잡았다. 조슬린은 비로소 그 ‘꺾임’이 3분의 1초에 한 번씩 일어나는 일련의 펄스라는 사실을 알아챌 수 있었다. 이로써 조슬린과 휴이시는 펄서를 발견했던 것이다. 조슬린은 다른 세 개의 펄스 원을 더 찾아냈다. 이것은 외계 문명의 ‘작은 녹색 사람들’로부터 보내진 신호라는, 다소 이색적인 해석을 물리치는 데 도움이 되었다. 펄서의 발견에 관한 논문은 1968년 2월 24일 ‘네이처’지에 발표되었다. 나중에 펄서의 발견에 대해 수여된 1974년의 노벨 물리학상 수상자에 휴이시와 동료 마틴 라일이 선정되었지만 최초의 발견자인 조슬린 벨은 포함되지 않았다. 이것은 뒤에 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 것이라는 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. '펄서, 과연 어떤 천체인가?' 그렇다면 과연 펄서란 무엇이며, 어떻게 작동하는 걸까? 과연 펄서도 일반적인 항성이라 할 수 있을까? 그러나 아직까지 펄서에 대해서는 밝혀진 것보다 밝혀지지 않은 것이 더 많을 만큼 불가사이한 존재다. 초고속, 또는 초저속으로 회전하는 고밀도의 펄서는 물질이 고밀도 상태에서 어떤 구조를 하고 있는가에 대한 비밀을 품고 있다. 이러한 극단적인 경우를 찾기 위해 우리는 많은 펄서를 찾아야 할 필요가 있다. 펄서는 대체로 쌍성계를 이루며 서로의 둘레를 공전하는데, 이 동반성의 본질은 우리가 펄서의 형성 내역을 이해하는 데 도움이 된다. 우리는 펄서가 무엇으로 이루어져 있으며, 어떻게 작동하는가에 대해 제법 많은 진척을 이루었지만, 그래도 펄서는 여전히 신비에 감싸인 존재라고 할 수 있다. 펄서를 연구하는 과학자들은 펄서의 실용적인 용도를 찾아내기도 한다. 예컨대 펄서의 맥동 타이밍은 전 우주의 저주파 중력파를 감지하는 방법으로 추진되고 있으며, 또한 우주에서 물질의 밀도가 높은 영역을 통과 할 때 펄스 신호가 변경되는 방식을 살펴봄으로써 우리은하의 구조를 측정하는 데 사용되기도 한다. 펄서는 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

과학기자들이 선정한 올해의 과학자로 지난 10월 작고한 면역학 분야 대가인 찰스 서 기초과학연구원(IBS) 면역미생물공생연구단장과 올해 노벨물리학상을 수상한 중력파 연구에 참여한 과학자들로 구성된 한국중력파연구협력단, 초신성 폭발 같은 초기 우주를 연구하는 임명신 서울대 물리천문학부 교수가 선정됐다.한국과학기자협회(회장 김진두)는 이들을 포함해 ‘과학언론인상’, ‘과학홍보인상’ 수상자들을 15일 발표했다. 올해의 과학자상을 수상한 찰스 서(55세, 한국명 서동철) 단장은 면역세포인 T세포의 탄생, 성장, 소멸과 관련된 과정을 규명한 논문을 잇따라 발표하면서 면역학 권위자로 인정받았다. 흉선에서 만든 T세포 중 99%가 죽고 1%만 살아남아 외부 병원균과 싸운다는 사실도 세계 최초로 밝혀내기도 했다. 서 단장은 지난 10월 7일 미국 샌디에이고의 한 병원에서 대장암 때문에 별세했다. 협회에서는 올해 처음 과학대중화와 과학문화 확산에 일조한 출판인을 선정했다. 올해는 130여종의 교양과학도서를 출판하고 하반기에 성인을 위한 과학잡지 ‘메이커스, 어른의 과학’을 창간하는 등 최근 과학잡지 열풍을 일으키고 ‘한국과학문학상 공모전’을 운영하는 등 언론과는 또다른 분야에서 과학문화 확산에 기여한 한성봉 동아시아출판 대표가 선정됐다. 대한민국과학기자상에는 과학분야의 다양한 이슈에 대해 심층분석과 대안을 제시하는 등 오래 과학기술 분야를 취재해 온 정종오 아시아경제 정보과학부 차장, 대한민국의학기자상에는 조민규 쿠키뉴스 기자가 각각 선정됐다. 또 2017년 하반기 한국의과학기사상는 과학부문은 핵무기 재앙에 대한 분석기사, 가난이 인간의 뇌를 바꾼다 등 신선한 주제발굴과 기획으로 좋은 평가를 받은 매일경제 원호섭 과학기술부 기자가, 의학부문은 권선미 중앙일보 플러스 기자에게 돌아갔다.한편 과학의학분야 취재 활성화와 보도 확대에 기여한 공로로 시상하는 과학홍보인상에는 김한기 한국연구재단 홍보실장, 김유숙 한국애브비 홍보대외협력 상무, 조성준 한국병원홍보협회 회장, 이종우 한국생명공학연구원 홍보협력실장이 선정됐다. 김진두 과학기자협회 회장은 “올해는 역대 최대 경쟁률을 보여 각 분야별로 수상자 선정에 큰 어려움을 겪었다”며 “좋은 기획과 적극적인 취재활동을 하는 기자들에게 힘이 되고, 모범이 되는 상으로 더욱 발전시키고 개선시켜나갈 것”이라고 말했다. 김 회장은 “특히 과학출판은 과학저널리즘의 또 다른 형태라는 판단에 올해 처음 수상자를 선정했지만 첫 해다 보니 과학출판인상이 아닌 과학홍보인상에 포함시켜 시상했다”며 “내년부터는 과학출판인상을 따로 분리해 운영할 계획”이라고 밝혔다. 대한민국과학/의학 기자상에는 상금 500만원, 올해의 과학자상과 하반기 한국의학과기사상은 상금 300만원, 과학홍보상은 상금 100만원과 각각 상패가 수여된다. 시상식은 오는 24일 오후 6시부터 서울 태평로 코리아나호텔에서 열리는 ‘2017과학언론의 밤’ 행사에서 거행될 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리가 사는 우주는 유령의 동네일지도 모른다. 미국자연사박물관의 헤이든 플레네타리움 스페이스쇼 다크유니버스에서 만든 ‘우주의 암흑물질 지도’를 보면 그런 섬뜩한 생각이 든다. 이 암흑물질 지도는 지난 1일(현지시간) 미항공우주국(NASA)의 오늘의 천체사진(APOD)에 발표되었다. 정교한 컴퓨터 시뮬레이션으로 제작된 이 암흑물질 지도는 우주에 분포하고 있는 암흑물질들이 연출하는 으시시한 우주의 풍경을 그대로 보여주고 있다. 뿐더러 은하들이 왜 그렇게 빨리 도는지, 은하단 속의 은하들이 왜 그렇게 빠른 속도로 움직이는지, 중력렌즈가 왜 그렇게 빛을 강하게 굴절시키는지, 우주 속에 가시 물질이 왜 그렇게 분포하는지에 대해 눈에 보이지 않는 암흑물질이 설명해주고 있다. 우주는 이 암흑물질의 중력으로 여지없이 사로잡혀 있는 것이다. 위의 이미지에서 암흑물질은 검은 가닥들이 거미줄처럼 복잡하게 얽힌 우주의 구조를 보여주고 있으며, 우리에게는 친숙한 일반물질은 주황색 매듭으로 표현되어 있다. 이 암흑물질 지도 시뮬레이션은 실제 천문학적 관측결과와도 잘 부합한다. 우리가 사는 우주에는 은하만 해도 약 2000억 개 정도가 있다. 그런데 이 모든 은하들의 총량보다 더 많은 미지의 암흑물질이 우주의 은하들을 하나로 묶어주고 있다. 만약 이러한 암흑물질이 없다면 우주의 은하들이 다 뿔뿔이 흩어지고 말았을 것이다. 따라서 암흑물질이 은하의 진정한 수호자라 할 수 있다. 이 같은 암흑물질 지도는 중력렌즈 현상을 이용해서 만들어졌다. 중력렌즈 현상이란 천체의 중력이 빛의 경로를 휘어지게 하는 렌즈의 역할을 하는 현상으로, 중력이 클수록 이 현상은 더욱 크게 나타난다. 그런데 우주에는 암흑물질보다 더 섬뜩한 존재가 모습을 드러냈다. 암흑물질의 중력보다 더 막강한 중력을 휘두르고 있는 존재로, 바로 암흑 에너지란 존재가 우주를 지배하는 척력(반중력)이란 사실이 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리 우주가 가속팽창을 하고 있다는 사실이 얼마 전 밝혀졌다. 이 놀라운 발견을 한 과학자들은 2011년 노벨 물리학상을 받았다. 노벨 물리학상 공동 수상자인 브라이언 슈미트 호주 국립대 교수는 앞으로 1000억 년 후에는 지구가 속한 은하수를 제외한 우주의 모든 은하계가 사라져 버리고 인류는 결국 텅 빈 우주를 보게 될 것이며, 암흑 에너지가 갑자기 사라지지 않는다면 우주는 갈수록 빠른 속도로 팽창을 계속한 끝에 결국 없어질 것이라고 전망했다. 참고로, 우주 구성물질의 비중을 보면, 암흑 에너지가 74%로 압도적인 비중을 차지하고, 그 다음이 암흑물질이 22%를 차지한다. 이 둘만 합해도 무려 96%다. 가시 물질이 나머지 4%인데, 그중 3.6%는 은하들 사이에 산재하는 가스이고, 관측 가능한 우주의 모든 것, 즉 모든 은하들과 그 안에 있는 모든 별들이 우주 '파이'에서 차지하는 양은 고작 0.4%에 지나지 않는다. 우리 눈에는 보이지도 않는 암흑물질과 암흑 에너지가 결국 우주의 운명을 쥐고 있는 셈이다. 이처럼 우리가 사는 우주는 갈수록 유령의 동네를 닮아가고 있는 것 같다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

얼마 전 프란치스코 교황이 국제우주정거장(ISS)에 머무는 우주인들과 철학적인 대화를 나누어 세간의 관심을 모았다. 교황은 우주인들에게 “우주 속 인간 존재에 대해 어떻게 생각하는가?” 하는 철학적인 질문을 던지고, 우주생활에 대한 관심과 함께 세상을 신의 시각에서 볼 수 있는 우주인들에게 부러움을 표하면서 20분간 우주인들과의 대화를 이어갔다. 원래 로마 교황들의 우주에 대한 관심은 오랜 전통이다. 자신들의 신앙과 직결되어 있기 때문이다. 갈릴레오의 대학 동문이었던 교황 우르바누스 8세가 지동설을 주장한 갈릴레오를 모질게 박해한 것도 교리 문제가 얽혀 있었기 때문이다. 갈릴레오가 “성서는 하늘로 가는 방법을 가르쳐줄 뿐이며, 하늘이 어떻게 작동하고 있는지는 말해주지 않는다”라고 항변했지만, 끝내 종신 연금을 피할 수가 없었다. 이처럼 과학을 억압했던 기독교이지만, 20세기 들어서 세불리를 느끼자 더이상 저항을 멈추고 과학에 편승하려는 움직임을 보였다. 마침 나타난 빅뱅 이론이 기독교에 더없이 좋은 소재가 되어주었다. 영원 이전부터 우주가 존재했다는 정상 우주론은 한마디로 ‘반기독교적인 우주론’이었다. 기독교에서 볼 때 가당찮은 주장이었다. 영원 이전이라니, 우주는 분명 하나님이 6000년 전에 창조하신 것이라고 성서는 말하고 있잖은가. 이건 남의 얘기가 아니다. 얼마 전 우리나라에서도 한 공직자 후보가 “지구의 역사가 6000년”이라 말해 세상을 경악시킨 일이 있었다. 성서에는 분명 이렇게 적혀 있다. “태초에 하나님이 천지를 창조하셨다.” 빅뱅 이론이 바로 이 천지창조를 얘기하고 있는 것이다. 우주도 시작이 있었다. 인간과 마찬가지로. 더욱이 이 빅뱅 이론을 맨먼저 주창한 이는 벨기에 출신의 천문학자인 가톨릭 신부였다. 조르주 르메트르. 대학에서 토목공학을 전공하다가 1차대전에 참전하고 돌아온 후 인생 항로를 크게 틀어 천문학자가 되었다. 우주가 탄생한 날은 ‘어제 없는 오늘’ 수학에 폭넓은 지식을 가지고 있었던 르메트르는 아인슈타인의 일반 상대성 원리에 나오는 중력장 방정식을 깊이 연구한 끝에, 우주는 과거 한 시점에서 시작되었으며 지금도 팽창하고 있다는 ‘팽창우주 모델’을 세상에 선보였다. 르메트르는 후일 빅뱅 이론으로 발전된 ‘원시원자’(primeval atom) 개념을 도입하여 팽창하는 우주의 시간을 거슬러 올라가면 우주의 기원, 즉 그가 ‘어제가 없는 오늘’(The Day without yesterday)이라고 불렀던 태초의 시공간에 도달한다는 선구적 이론을 펼쳐냈다. 1927년 브뤼셀에서 열렸던 세계 물리학자들의 솔베이 회의에 참석한 르메트르는 아인슈타인을 한쪽으로 데리고 가서 자신의 팽창우주 모델을 설명했다. 하지만 아인슈타인으로부터 “당신의 계산은 옳지만, 당신의 물리는 끔찍합니다”라는 끔찍한 말을 들었다. 아인슈타인이 거부한다는 것은 곧 전 과학계가 거부한다는 뜻으로, 르메트르는 자신의 이론에 흥미를 잃고 한동안 잊은 듯이 지냈다. 그러나 그로부터 2년 뒤인 1929년 혜성처럼 나타난 미국의 신참 천문학자 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 움직일 수 없는 관측 증거를 내놓았다. 이 하나의 발견으로 허블은 20세기 천문학계의 영웅으로 등극했고, 빅뱅 이론은 화려하게 부활했다. 1950년, 교황 비오 12세가 르메트르의 팽창우주 모형, 즉 원시원자 이론이 유신론의 증거로, “성서 창세기의 창조 이야기를 과학적으로 입증해주었다”고 선언했다. 르메트르는 이 교황의 말에 크게 화를 내며, 개인적으로 종교와 과학을 섞는 것을 반대한다고 말했다. 그도 그럴 것이, 당시에는 아직 빅뱅 이론이 정상 우주론과 치열한 논쟁을 하는 중으로, 교황의 개입이 오히려 빅뱅 이론을 궁지로 몰 수도 있었기 때문이다. 예컨대 프레드 호일 등 정상 우주론자들은 르메트르를 비판하면서, 가톨릭 신부 교육이 우주의 기원에 대한 그의 관점을 왜곡시켜 원시원자 이론이 성서의 창세기에서 ‘창조’라는 개념을 이끌어냈다고 공격했다. 아인슈타인 역시 팽창하는 우주라는 개념은 일고의 가치도 없는 것으로 간주했다. 일개 신부의 신분이었지만 르메트르는 빅뱅 이론을 종교적으로 언급하는 것을 삼가줄 것을 교황에게 건의했고, 그후 비오 12세는 두번 다시 빅뱅이 창세기의 천지창조라는 주장을 펼치지 않았다. 르메트르가 ‘솔베이의 절망’을 맛본 지 6년 만인 1933년, 마침내 아인슈타인의 항복을 받아냈다. 우주 팽창을 발견한 허블의 윌슨산 천문대에서 열린 세미나에서 르메트르는 에드윈 허블을 비롯한 쟁쟁한 천문학자와 우주론자들 앞에서 빅뱅 모델에 대해 발표했다. 그는 자신이 좋아하는 불꽃놀이를 가미하여 현재의 우주 시간을 시적으로 표현했다. “모든 것의 최초에 상상할 수 없을 만큼 아름다운 불꽃놀이가 있었습니다. 그런 후에 폭발이 있었고, 그후엔 하늘이 연기로 가득 찼습니다. 우리는 우주가 창조된 생일의 장관을 보기엔 너무 늦게 도착했습니다.”​ 아인슈타인은 르메트르의 팽창우주 강의를 듣고 “내가 들어본 것 중에서 창조에 대해서 가장 아름답고 만족스러운 설명”이라는 찬사를 보냈다. 빅뱅 이론과 정상 우주론의 승부는 르메트르가 말한 ‘태초의 휘광’의 증거물이 1965년에 발견됨으로써 결정되었다. 바로 대폭발의 화석이라 불리는 우주배경복사였다. 미국 물리학자 펜지어스와 윌슨은 우주배경복사의 발견으로 1978년 노벨 물리학상을 받았다. 지금도 우리는 우주배경복사를 직접 볼 수 있는데, 방송이 없는 채널의 텔레비전에 지글거리는 줄무늬 중의 1%는 바로 그것이다. 138억 년이란 억겁의 세월 저편에서 달려온 빅뱅의 잔재가 당신 눈의 시신경을 건드리는 거라고 생각해도 결코 틀린 말은 아니다. 빅뱅이 과연 신의 ‘천지창조’일까?​ 그것은 아무도 모른다. 과학자들이 지금까지 내놓은 답은 이렇다. 인과(因果)에는 반드시 시간이 개입되며, 시간 역시 빅뱅과 함께 시작되었기 때문에 그 이전에 무엇이 있었는가 묻는 것은 성립되지 않는 질문으로 아무런 의미도 없다. 빅뱅의 화석이 발견되었다는 소식은 임종을 앞둔 르메트르에게도 전해졌다. 평생 신과 과학을 함께 믿었던 빅뱅의 아버지 르메트르는 1966년 우주 속으로 떠나갔다. 향년 72세였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com